miRNA在急性早幼粒細胞白血病中的研究進展

陳誠 陳占國

1溫州醫科大學附屬第二醫院檢驗醫學學科（浙江溫州 325000）；2溫州醫科大學仁濟學院（浙江溫州325035）

急性早幼粒細胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）是一種異常早幼粒細胞惡性增生并伴隨重現性細胞遺傳學異常的急性髓細胞白血病（acute myelocytic leukemia，AML）［1］。在 WHO 修訂的髓樣腫瘤和白血病分類2016版中，已將PML-RARα陽性APL被列為獨立的AML亞型［2］。PML-RARα融合基因是APL發病和全反式維甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）誘導分化治療的分子細胞遺傳學基礎［3］。APL特有的染色體易位t（15；17）（q22；q12）形成PML-RARα融合基因，其融合蛋白再通過轉錄抑制的方式干擾正常粒細胞的增殖和分化，最后使髓細胞分化停滯于異常早幼粒細胞階段。微小RNA（microRNA，miRNA）是一類內生的、長度約為20～24個核苷酸的非編碼小RNA，miRNA通過與靶信使核糖核酸（mRNA）特異結合，從而抑制轉錄后基因表達，在調控基因表達、細胞周期、生物體發育時序等方面起重要作用，因此它在APL發生發展和誘導分化治療等方面發揮了重要作用［4-5］。隨著對發病機制研究的深入及多種新型治療藥物的發現，APL的治療策略呈現多樣化，療效也顯著改善。柔紅霉素（daunorubicin，DNR）可與DNA結合，并抑制核酸的生物合成，是目前治療APL的主要化療藥物之一。ATRA是維生素A的衍生物，它靶向降解PML-RARα融合蛋白，恢復野生型RARα和PML基因功能，解除了基因的轉錄抑制，最終重新誘導髓系分化，使得早幼粒細胞階段的白血病細胞分化成熟［6］。三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO）用于APL誘導緩解治療與ATRA作用機制有所不同，但是兩者有協同作用，顯示良好的應用前景。最新的研究表明，在ATRA和ATO的聯合治療過程中，通過干擾素調節因子8（interferon regulatory factor 8，IRF-8）的調節能夠提高APL患者的治愈率［7］。精準醫療的出現，使得miRNA進入筆者的視線。本文綜述了miRNA在APL診斷、發病機制、靶向治療和預后判斷等方面的作用，為APL的精準診療提供幫助。

1 miRNA在APL發病機制中的作用

miRNA作用于不同的信號通路調控APL的發生、發展，多個miRNA可作用同一靶基因，同一miRNA也可調控多個靶基因。PML-RARα融合蛋白誘發APL的發生。最新的研究［8］顯示，TRIB3基因與APL進展和治療耐藥，其表達增高可促進PML-RARα誘發的APL進展，其表達抑制誘導p53介導的APL細胞衰老。這為研究APL的發病機制以及治療提供新的方案。研究［9］發現，DAPK1和p14（ARF）正調節p53基因表達，后者是miR-34a和miR-34b/c轉錄后調節的作用靶標，DAPK1基因、miR-34a和miR-34b/c的甲基化是腫瘤特異性的，它們在正常的骨髓樣本中不發生甲基化，而在NB4中完全被甲基化，因此miR-34b/c是一種腫瘤抑制因子，其啟動子甲基化會導致APL的發生。有報道miR-299在APL中的表達，它顯著誘導細胞生長和細胞周期，主要通過抑制p21Cip1/Waf1促進APL細胞的生長［10］。對APL發病機制的深入研究，將會為它的診斷和治療提供理論依據。

2 miRNA在APL診斷中的作用

在不同細胞譜系和不同發育階段階段，miRNA表達具有組織特異性和高度調控性［11］。盡管AML是異質性很高的一類白血病，涵蓋一系列細胞形態譜系和分化階段，但APL往往有特殊的基因表達譜，鑒定miRNA表達可以用于APL的診斷、預后判斷或選擇合適的治療。研究［12］顯示，miR-223在APL呈現為低表達，APL細胞分化時受到miR-223、NFI-A和C/EBPa調節環路的控制，其表達明顯升高，miR-223可用于APL診斷和治療反應的標志物。miR-125b在APL中呈現高表達，它通過調節多個細胞增殖（如PI3K/Akt和MAPK的信號途徑）的信號通路，促進APL細胞增殖［13］。這提示了高表達的miR-125b及其低表達的靶基因可能作為APL診斷或治療的靶標。APL細胞PML-RARα融合基因可促進miR-181a/b特異性表達，后者下調RASSF1A腫瘤抑制基因的表達，因此miR-181a/b作為APL致癌miRNAs（oncomiRs），可用于APL的診斷或治療靶標［14］。另據報道，miR-181在不同AML亞型中表達豐度不同，在非APL的AML中作為腫瘤抑制因子，可用于非APL的AML診斷和預后判斷［15］。

3 miRNA在APL治療中的作用

研究［16］表明，miR-21、miR-125b、miR-181d、miR-27a等5種miRNA的表達改變可能與HL-60細胞耐藥性有關，可用于APL療效的檢測。miR-638作用于CDK2基因可調節增殖和髓系分化，它可作為白血病治療或AML診斷和預后的新型標志物。研究［13］顯示，miR-125b促進APL的細胞增殖，并參與了PI3K/Akt和MAPK信號通路，因此miR-125b具有多種調節癌細胞增殖途徑，可作為一種新型的APL治療位點。同時miR-125b在兒童APL中呈現高表達，且可以通過調節腫瘤抑制基因Bak1的表達來促進細胞增殖和抑制細胞凋亡，這可能可以成為治療兒童APL的一個潛在靶點［17］。

miR-182在APL中存在異常表達，通過對抑癌基因的負調控發現miR-182具有誘導APL發生、發展的特性［18］。另外，CASP9表達與miR-182抑制有關，CASP9蛋白在線粒體細胞死亡途徑中作為細胞凋亡的啟動子，發揮了重要的作用［18］。因此，拮抗miR-182可能作為APL治療的一種途徑。AC9是腺苷酸環化酶（adenylate cyclase，AC）一種的異構體，能催化ATP轉化為cAMP，并在新確診或復發的APL患者中的表達比治療緩解患者和非白血病對照的表達低，確認它與APL發病密切相關［19］。NB4細胞內AC9的基因敲除阻滯ATRA誘導的APL細胞分化，miR-181a介導AC9蛋白的下調能降低細胞內cAMP水平，并抑制了ATRA誘導的APL細胞分化［19］。這預示了拮抗miR-181a可能作為APL治療的一種方式。另據報道，ATRA誘導APL細胞分化時，miR-146a明顯下調，靶基因Smad4上調，證實了miR-146a可能通過作用于TGF-β1/Smad信號轉導通路進而影響APL細胞的增殖［20］。因此，拮抗miR-146a也可能作為APL治療的途徑。隨著分子生物學的發展，越來越多作為癌基因的miRNAs被發現，采用miRNAs的拮抗劑可能可用于APL的治療。

4 miRNA在APL預后判斷中的作用

miRNA與APL的預后存在一定關系。盡管APL的治愈率相對于以前來說已經提高很多，但是APL的長期預后效果仍不理想，并不能起到很好的作用，如引起不可逆轉的耐藥性并導致完全緩解的臨床失敗［21］。在APL的發生發展過程中，控制細胞譜系的遺傳途徑目前仍未清楚。有研究報道miR-146a的表達與它的目標基因Smad4和NB4細胞的生物學行為間存在相關性。在對APL患者的臨床樣本分析中可以發現，miR-146a影響了NB4細胞的凋亡和增殖以及APL細胞內的內源性Smad 4蛋白的表達［20］。miR-146a的表達水平與白細胞計數和PML-RARα融合蛋白的表達呈正相關。miR-146a表達水平與Smad 4蛋白質和輔助T細胞（Th）/抑制T細胞（Ts）比率負相關［22］。該研究表明，miR-146a在APL的發展中扮演了重要角色，這在一定程度上是通過對Smad 4蛋白質表達的抑制。因此miR-146a可以作為一種致癌基因，為APL預后提供一種新的標志。在原發性AML患者中miR-143和miR-145的表達受到明顯的抑制，更進一步的分析發現在miR-143抑制的時候APL細胞的分化會減弱［23］，這也為APL的預后提供新思路。

5 展望

隨著研究的進展以及科技的進步，越來越多的與APL存在相關性的miRNA被發現，這對理解APL的發病機制、診斷、治療、預后等方面起著很大幫助。同時，miRNA可作為APL診斷、預后的標志物，但常規應用尚待時日。哪些miRNAs能作為APL潛在治療靶標的價值，還要進一步驗證，希望以miRNA為基礎的治療能盡早進入人體臨床試驗，發揮新型抗癌藥物的效果。通過miRNA的調節可能存在一種新型的治療方式來治療AML。另外miRNAs快速非侵入性無創檢測的試劑盒研發，在APL早期診斷、治療等方面中有著至關重要的作用，且檢測的樣本多樣，不僅僅局限于血清樣本。

［1］XU T，YANG X Q，JIANG K L，et al.Expression of the promyelocytic leukemia protein without the nuclear localization signal as a novel diagnostic marker for acute promyelocytic leukemia［J］.Oncol Rep，2017，37（2）：986-994.

［2］ARBER D A，ORAZI A，HASSERJIAN R，et al.The 2016 revision to the World Health Organization classification of myeloid neoplasms and acute leukemia［J］.Blood，2016，127（20）：2391-2405.

［3］CAO H，XIE J，GUO L，et al.All-trans retinoic acid induces autophagic degradation of ubiquitin-like modifier activating enzyme 3 in acute promyelocytic leukemia cells［J］.Leuk Lymphoma，2018，59（5）：1222-1230.

［4］SAUMET A，VETTER G，BOUTTIER M，et al.Transcriptional repression of microRNA genes by PML-RARA increases expression of key cancer proteins in acute promyelocytic leukemia［J］.Blood，2009，113（2）：412-421.

［5］CARECCIA S，MAINARDI S，PELOSI A，et al.A restricted signature of miRNAs distinguishes APL blasts from normal promyelocytes［J］.Oncogene，2009，28（45）：4034-4040.

［6］FALANGA A.Predicting APL lethal bleeding in the ATRA era［J］.Blood，2017，129（13）：1739-1740.

［7］LIU X，CHEN J，YU S，et al.All-trans retinoic acid and arsenic trioxide fail to derepress the monocytic differentiation driver Irf8 in acute promyelocytic leukemia cells［J］.Cell Death Dis，2017，8（5）：e2782.

［8］LI K，WANG F，CAO W B，et al.TRIB3 Promotes APL Progression through stabilization of the oncoprotein PML-RARalpha and inhibition of p53-mediated senescence［J］.Cancer Cell，2017，31（5）：697-710 e697.

［9］NG H Y，WAN T S，SO C C，et al.Epigenetic inactivation of DAPK1，p14ARF，mir-34a and-34b/c in acute promyelocytic leukaemia［J］.J Clin Pathol，2014，67（7）：626-631.

［10］WU S Q，ZHANG L H，HUANG H B，et al.miR-299-5p promotes cell growth and regulates G1/S transition by targeting p21Cip1/Waf1 in acute promyelocytic leukemia［J］.OncolLett，2016，12（1）：741-747.

［11］NERVI C，FAZI F，ROSA A，et al.Emerging role for microRNAs in acute promyelocytic leukemia［J］.Curr Top Microbiol Immunol，2007，313：73-84.

［12］FAZI F，ROSA A，FATICA A，et al.A minicircuitry comprised of microRNA-223 and transcription factors NFI-A and C/EBPalpha regulates human granulopoiesis［J］.Cell，2005，123（5）：819-831.

［13］ZHANG Y，ZENG C，LU S，et al.Identification of miR-125b targets involved in acute promyelocytic leukemia cell proliferation［J］.Biochem Biophys Res Commun，2016，478（4）：1758-1763.

［14］BRAUER-HARTMANN D，HARTMANN J U，WURM A A，et al.PML/RARalpha-regulated miR-181a/b cluster targets the tumor suppressor RASSF1A in acute promyelocytic leukemia［J］.Cancer Res，2015，75（16）：3411-3424.

［15］WENG H，LAL K，YANG F F，et al.The pathological role and prognostic impact of miR-181 in acute myeloid leukemia［J］.Cancer Genet，2015，208（5）：225-229.

［16］LIN Y，LI D，LIANG Q，et al.miR-638 regulates differentiation and proliferation in leukemic cells by targeting cyclin-dependent kinase 2［J］.J Biol Chem，2015，290（3）：1818-1828.

［17］ZHANG H，LUO X Q，FENG D D，et al.Upregulation of microRNA-125b contributes to leukemogenesis and increases drug resistance in pediatric acute promyelocytic leukemia［J］.Mol Cancer，2011，10：108.

［18］FASIHI-RAMANDI M，MORIDNIA A，NAJAFI A，et al.Inducing cell proliferative prevention in human acute promyelocytic leukemia by miR-182 inhibition through modulation of CASP9 expression［J］.Biomed Pharmacother，2017，89：1152-1158.

［19］ZHUANG L K，XU G P，PAN X R，et al.MicroRNA-181a-mediated downregulation of AC9 protein decreases intracellular cAMP level and inhibits ATRA-induced APL cell differentiation［J］.Cell Death Dis，2014，5：e1161.

［20］ZHONG H，WANG H R，YANG S，et al.Targeting Smad4 links microRNA-146a to the TGF-beta pathway during retinoid acid induction in acute promyelocytic leukemia cell line［J］.Int J Hematol，2010，92（1）：129-135.

［21］WANG X，LIN Q，LV F，et al.LG-362B targets PML-RARalpha and blocks ATRA resistance of acute promyelocytic leukemia［J］.Leukemia，2016，30（7）：1465-1474.

［22］XU L，ZHONG H，WAN H，et al.miR-146a expression level as a novel putative prognostic marker for acute promyelocytic leukemia［J］.Dis Markers，2014，2014：150604.

［23］BATLINER J，BUEHRER E，FEY M F，et al.Inhibition of the miR-143/145 cluster attenuated neutrophil differentiation of APL cells［J］.Leuk Res，2012，36（2）：237-240.